硝化细菌的有关知识

硝化细菌的有关知识

2011-05-16

硝化细菌的有关知识?其结构和生理特征是什么?

硝化细菌(nitrifying)是一种好气性细菌,能在有氧的水中或砂层中生长,并在氮循环水质净化过程中扮演着很重要的角色。它们包括形态互异类型的一种杆菌、球菌或螺旋菌。属于自营性细菌的一类,包括两种完全不同代谢群：亚硝酸菌属(nitrosomonas)及硝酸菌属(nitrobacter)。

亚硝酸细菌(又称氨氧化菌),将氨氧化成亚硝酸。硝酸细菌(又称硝化细菌),将亚硝酸氧化成硝酸。这两类菌能分别从以上氧化过程中获得生长所需要的能量,但其能量利用率不高,故生长较缓慢,其平均代时(即细菌繁殖一代所需要的时间)在10小时以上。这两类菌通常生活在一起,这样便避免了亚硝酸盐在土壤中的积累,有利于机体正常生长,而土壤中的氨或铵盐必需在以上两类细菌的共同作用下才能转变为硝酸盐。从而增加植物可利用的氮素营养。两类菌均为专性好气菌,在氧化过程中均以氧作为最终电子受体。大多数为专性化能自养型,不能在有机培养基上生长,例如亚硝化单胞菌(nitrosomonas)、亚硝化螺菌(ni-trosospira)、亚硝化球菌(nitrosococcus)、亚硝化叶菌(ni-trosolobus)、硝化刺菌(nitrospina)、硝化球菌(nitrococcus)等。只有少数为兼性自养型,也能在某些有机培养基上生长,例如维氏硝化杆菌(nitrobacterwinogradskyi)的一些品系。从形态上看,也有多样,如球形、杆状、螺旋形等,但均为无芽孢的革兰氏阴性菌；有些有鞭毛能运动,如亚硝化叶菌,借周身鞭毛运动；有些无鞭毛不能运动,如硝化刺菌。一般分布于土壤、淡水、海水中,有些菌仅发现于海水中,例如硝化球菌、硝化刺菌。硝化细菌在自然界氮素循环中具有重要作用。农业上可通过深耕、松土提高细菌活力,从而增加土壤肥力。但硝酸盐也极易通过土壤渗漏进入地下水,成为一种潜在的污染源,造成对人类健康的威胁。因此农业上既可采用深耕、松土方法,亦可通过用施入氮肥增效剂(即硝化抑制剂),以降低土壤硝化细菌的活动,减低土壤氮肥的损失和对环境的污染。

硝化细菌包括亚硝化菌和硝化菌。时至今日,人们尚未发现一种硝化细菌能够直接把氨转变成硝酸,所以说,硝化作用必须通过这两类菌的共同作用才能完成。亚硝化菌包括亚硝化单胞菌属、亚硝化球菌属、亚硝化螺菌属和亚硝化叶

菌属中的细菌。硝化菌包括硝化杆菌属、硝化球菌属和硝化囊菌属中的细菌。

亚硝化菌和硝化菌在偏碱性的条件下生长,它们在土壤中常常相互伴随着生存,并且生长得都比较缓慢。亚硝化菌和硝化菌对于能源物质的要求都十分严格：前者只能利用氨；后者只能利用亚硝酸。亚硝化菌的代谢产物是亚硝酸,亚硝酸是硝化菌进行同化作用所必需的能源物质。我们知道,亚硝酸对于人体来说是有害的,这是因为亚硝酸与一些金属离子结合以后可以形成亚硝酸盐,而亚硝酸盐

又可以和胺类物质结合,形成具有强烈致癌作用的亚硝胺。然而,土壤中的亚硝

酸转变成硝酸后,很容易形成硝酸盐,从而成为可以被植物吸收利用的营养物质。所以说,硝化细菌与人类的关系十分密切。

在硝化细菌的作用下,土壤中往往出现较多的酸性物质。这些酸性物质可以提高多种磷肥在土壤中的速效性和持久性,可以防治马铃薯疮痂病等植物病害,

甚至可以使碱性土壤得到一定程度的改良。

硝化细菌的存活条件；硝化细菌的存活需要水分,还需要很高的氧气,所以

只能生活在生化棉、生化球、玻璃环、陶瓷环等各种有微孔的滤材中。只有同

时满足了水分与氧气的供应,它们才能存活。它们是靠分解胺来养活自己的,在

温度达到25度左右时生长繁殖最快。最适宜在在弱碱性的水中生活。新开缸时由于水族箱中没有鱼类活动,因而就不可能有象鱼粪这样的有机物,更不能产生

胺来供给硝化细菌,因此我认为此时加入硝化细菌并没有实际意义。

[编辑本段]【硝化细菌的自白】

大家对我们可能都不陌生了吧,我们叫硝化细菌,可不是帮助你们消化大鱼

大肉的那个消化哦。我们兄弟二人(等等,怎么是两个?),别急,一会你们就明白了。

哥哥叫硝酸菌,弟弟叫亚硝酸菌,因为我们哥儿俩老是形影不离,长得又酷似双胞胎,人们就把我们统称为硝化细菌了,其实我们兄弟两个差别还不小呢,硝酸菌虽然是哥哥,但干起活来打头阵的还是靠弟弟。

说了半天,大家怎么也不和我们打个招呼呀,伤自尊了,也难怪,我们太小了,大家如果不用显微镜是根本看不见我们的,哎,真是"菌微言轻"啊,好吧,既然看不到我们,那我们兄弟就自我描述一番吧：我们身材都很苗条,人称我们"杆菌"(像电线杆)。在革兰氏染液(一种专门染细菌的染液)里洗过澡后,我们都是红色的。我们大部分的同胞都长着长长的鞭毛,我们可以借助它们像船桨一样在水中自由地游泳。我们的重要性大家了解吗?不是吹牛,如果没有我们兄弟两个,大家在水族箱里养鱼种草几乎是一件不可能的事,真的,不信给大家显摆显摆在大家的草缸中,氮元素是普遍存在的,水草、鱼、饲料、藻类甚至鱼类粪便中都有它的踪影,它是构成蛋白质的必要元素。那么,烂掉的水草叶子、死去的鱼儿、没吃完的饲料、凋亡的藻类和鱼儿的粪便中的氮后来去哪里了呢?有人可能说,我从来没有注意过它们,可最后都不见了啊,其实它们是被一些称为腐生细菌的家伙分解了,有机的氮变成了无机的氨,就像一条刚死的鱼是没有味的,腐败时就会产生刺鼻的臭味,这里边就有氨的味道。氨对于鱼类是剧毒的,它能使鱼类血液中的蛋白质变性而失去生理功能,导致鱼类的死亡。当水体中氨浓度超过

0.2ppm时就会造成鱼类急性死亡。氨有如此剧毒,那为何大家的鱼都还好好的呢?哈哈,就是因为有我们硝化细菌呀。弟弟亚硝酸菌负责把氨氧化成亚硝酸盐,再由哥哥把亚硝酸盐氧化成硝酸盐。亚硝酸盐也是有毒的,但比起氨来说是小得多了,而硝酸盐是无毒的,它是水草等水生植物很好的氮肥。

大家种水草时并不添加氮肥,液肥、基肥、根肥的说明书讲得明明白白：不含氮、磷,那为什么大家的水草还养得那么好啊?还不是有我们兄弟呗。有人认为鱼的排泄物可以当作水草氮肥,可水草根本无法直接利用鱼类排泄物。这些排泄物必须在那些腐生细菌的"帮助"下(可不是我们兄弟哦,这种事可不能争功)变成一些小分子无机物如氨、硫化氢等(净是剧毒物,这帮小子)。我们得给它们收拾残局,把氨转化成水草可以直接利用的硝酸盐,这才把大家的草养得肥肥壮壮的,鱼儿也避免了氨毒之苦。

下面着重介绍下我们的生活特点：

1、我们属于自给自足性的自食其力的细菌,科学家叫我们自养型细菌,我们用最简单的无机物如二氧化碳为碳源来构成我们的身体,而建造我们自己的能量源泉就是我们氧化氨和亚硝酸盐过程中所释放出来的能量。可见我们的工作也不光为了大家,更重要的是为我们自己,那句话怎么说来着"菌不为己,天--"不说